電氣工程課程設計-電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-02-09 14:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，具有多種電能質(zhì)量補償功能，不僅可以補償非線性負載產(chǎn)生的無功和諧波以及負序電流，還可以調(diào)節(jié)負載端電壓為幅值一定的三相對稱電壓和補償電源電壓負序分量。在電源電壓和三相電網(wǎng)均發(fā)生諧波畸變的電力系統(tǒng)中，UPQC無疑是一種極有前途的電能質(zhì)量補償裝置，目前已有不少研究機構和學者就此展開研究。 UPQC的拓撲結構圖 UPQC的檢測原理三相電壓用正序、負序和零序來表示，其變換公式為 （31）其中 將a代入A相正序量為 （32）從而可得 （33）θlp為基波正序電壓初相角使用基于瞬時廣義無功功率的dp坐標變換，經(jīng)過低通濾波后可得到dp軸直流分量，即可得到基波電壓幅值： （34）在dp坐標下，通過一個低通濾波器就可以得到dp軸直流分量udp和udp，由下式即得到基波電壓幅值： (35)可得到電壓單位基波正序分量： (36)這樣從電網(wǎng)電壓中減去電網(wǎng)電壓基波正序分量，便得到需要補償?shù)陌C波、無功和負序的電源電壓畸變量，即補償量為： （37） UPQC的補償原理 UPQC的補償原理 。其中Us為系統(tǒng)電網(wǎng)電壓，通常情況下存在著諧波干擾和三相不對稱的情況，Ui和Uc分別是負載電壓和串聯(lián)APF提供的補償電壓，iL和iS分別對應負載電流和電源電流，iC是并聯(lián)APF提供的補償電流，Z為系統(tǒng)非線性負載。 UPQC的補償?shù)刃г韴D若電網(wǎng)電壓是非正弦畸變信號，通過傅立葉分析，可被分解為基波正序、基波負序和諧波分量。當UPQC的串聯(lián)APF提供電網(wǎng)中的基波負序和諧波分量時，則負載側電壓即可成為三相對稱正弦電壓。由于線路損耗等原因，電網(wǎng)電壓的基波正序分量在到達負載端時，幅值可能會有所下降，為了保證負載端能夠得到幅值一定的三相對稱電壓，故在設計中讓串聯(lián)APF也承擔了一定基波正序電壓補償?shù)墓δ?。同樣，并?lián)APF提供的補償電流滿足負載電流中除基波正序有功電流外的其他分量，那么希望補償?shù)呢撔颉o功和諧波電流將不再流進電源，而直接進入并聯(lián)APF，從而電源電流將只提供負載中的基波正序電流有功分量對于并聯(lián)APF部分，它除了補償電流畸變量以外還負責調(diào)節(jié)直流母線電壓Uc，使其為恒定值。由電壓型APF的特性可知，在工作過程中大電容的電壓值看作是一個恒定的量。但是電力變換器在實際工作中存在著有功損耗，因此如果電網(wǎng)不向UPQC輸入一定的有功功率，則電容Cd的初始電壓Uc將不斷減少，造成UPQC不能正常工作。所以電網(wǎng)每個電周期必須要給電力變換器補充能量，向并聯(lián)APF輸入一定的有功電流。4統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng) 滯環(huán)控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，把補償電流的指令信號iC*與逆變器實際發(fā)出的補償電流信號iC。進行比較兩者的偏差作為滯環(huán)比較器的輸入，為使跟蹤效果更好，在輸入滯環(huán)之前加入PID環(huán)節(jié)，通過滯環(huán)比較器產(chǎn)生控制主電路中開關器件通斷的PWM信號，該PWM信號經(jīng)驅動電路放大后控制主電路功率器件的斷，從而控制補償電流iC*的變化。由于滯環(huán)控制具有反應速度快，容易實現(xiàn)和不需要了解負載性質(zhì)(感性負載或容性負載)等優(yōu)點，在有源電力濾波器中采用該控制系統(tǒng)是有利的。然而這種滯環(huán)控制存在開關頻率變化范圍大。因此，在采用滯環(huán)比較的控制系統(tǒng)時，需要設置恰當?shù)臏h(huán)寬度，必要時采取變滯
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